去中心化存储

什么是去中心化存储？

去中心化存储是一种将数字信息存储在多台由不同主体独立运营的计算机上的方式，而不是依赖单一中央服务器或云服务提供商。

在加密货币系统中，去中心化存储常用于存储去中心化应用文件、代币元数据、协议文档、媒体、备份、公共数据集，以及其他直接存储在区块链上成本较高的信息。

Ethereum 去中心化存储文档指出，点对点存储网络会将数据分布到由用户运营的节点，而非依赖单一组织。

数据可以作为完整文件、内容寻址区块、加密片段、多个副本或纠删码片段进行存储。

一些去中心化存储网络通过自愿参与运行，另一些则使用加密货币支付、抵押品和加密证明来鼓励数据长期保持可用。

去中心化存储有助于提升韧性和用户控制权，但并不会自动保证数据永久保存、隐私、快速检索或符合法律规定。

去中心化存储如何运作？

用户或去中心化应用首先会准备要上传的信息。

软件可能会将文件拆分为更小的区块、计算加密哈希、加密数据、压缩数据或创建恢复片段。

随后，网络会将信息分发至一个或多个存储节点。

这些节点会将分配到的内容存储在硬盘、固态硬盘、服务器或其他存储系统中。

有人请求访问内容时，网络会尝试查找仍保存着可访问副本的节点。

请求者下载相关区块，并验证这些区块是否与预期的加密标识符匹配。

一些协议还会通过区块链交易记录存储协议、付款、抵押品或证明提交情况。

具体流程因协议而异，因为去中心化存储是一个广义类别，并非单一通用协议。

内容寻址

许多去中心化存储系统根据信息内容而非某台服务器的位置来识别信息。

系统会根据数据计算加密哈希，并将其纳入内容标识符。

IPFS 内容寻址文档指出，在设置相同的情况下处理相同内容，会生成相同的内容标识符。

如果底层文件发生变化，其内容标识符通常也会随之改变。

因此，用户可以验证下载的内容是否与最初请求的信息相同。

内容标识符不会显示当前存储该文件的节点。

它也不能保证可用副本会一直在线。

内容寻址与位置寻址

传统网页链接通常指向预期存有信息的位置。

如果该服务器被移除、审查、错误配置或无法访问，链接可能会失效。

内容寻址系统请求特定数据，并可从任何能够连接的节点获取匹配副本。

这种方式可以减少对单一服务器的依赖，并使未经授权的更改更容易被发现。

不过，如果没有任何在线节点继续存储或提供内容，内容寻址文件仍然无法访问。

去中心化存储与区块链存储

区块链存储是指直接在区块链区块或状态中记录数据。

根据网络规则，每个验证节点可能都需要下载、验证并保存这些信息。

因此，将大型文件直接存储在链上可能成本高昂且效率低下。

Ethereum 区块链存储指南区分了永久保存在链上的信息与通过链下存储策略维护的数据。

去中心化存储网络可以在链下保存较大的文件，同时由智能合约仅存储哈希、内容标识符或其他引用信息。

这样，区块链便可验证引用的内容，而无需存储整个文件。

链下存储会带来可用性依赖，因为外部节点仍需保存相关信息。

去中心化存储与中心化云存储

中心化云存储由一家公司或组织控制和运营。

该服务提供商通常决定定价、访问规则、基础设施、账户权限和数据保留政策。

去中心化存储则将职责分散给多个节点或服务提供商。

用户可能可以选择数据的存储位置、通过加密方式验证内容，并保留多个彼此独立的副本。

中心化系统可能提供更简单的支持、可预测的性能和熟悉的访问控制。

去中心化系统可能具有更强的韧性，但可能需要更多技术知识、密钥管理能力和检索规划。

存储节点

存储节点是为去中心化网络提供存储容量的计算机。

节点可以自愿保存内容，也可以根据付费存储协议保存内容。

一些节点还会转发请求、提供下载、验证证明或参与区块链共识。

IPFS 节点文档将节点描述为运行兼容软件、能够存储和交换内容寻址数据的参与者。

节点可以运行在个人电脑、专用服务器、数据中心或分布式基础设施上。

节点数量庞大并不一定意味着存储容量分布均衡。

副本

副本是指在不同存储节点上保留同一信息的多个副本。

如果一个节点无法访问，另一个节点可能仍可提供数据。

如果副本分布在不同的独立运营方、地理区域、互联网服务提供商和硬件环境中，数据冗余效果会更好。

如果多个副本都存储在同一个数据中心，停电、法律干预或网络故障可能导致它们同时失效。

用户应监控数据的实际检索可用性，而不能想当然地认为请求的副本会永久保留。

纠删码

纠删码会将信息拆分为数据片段，并创建额外的恢复片段。

只要拥有足够数量的片段，就可以重建原始文件。

与保留多个完整副本相比，这种方式可能占用更少的存储空间。

即使部分节点或片段无法访问，也可能通过这种方式恢复数据。

如果丢失或无法访问的必要片段过多，重建就会失败。

系统必须保留编码规则、完整性信息以及足够数量的独立片段。

固定保存与持久化

一些点对点存储节点会暂时缓存内容，并在需要腾出存储空间时将其删除。

固定保存（Pinning）会标记选定内容，使节点在常规存储清理过程中继续保留这些内容。

IPFS 持久化文档指出，固定保存和持久化并不代表绝对永久保存。

用户可以在个人节点上固定保存信息，也可以安排多个外部节点保存信息。

只有在至少一个可连接的参与者持续存储并提供内容时，内容才能保持可用。

重要文件应在多个独立节点上保存副本，并另行备份。

存储协议

基于激励机制的存储网络可能允许客户端与存储提供商签订协议，约定数据大小、存储期限、价格及其他要求。

提供商承诺在约定期限内保留信息。

客户端可以使用加密货币支付存储、检索或两者的费用。

Filecoin 存储交易文档介绍了由提供商存储客户端数据并保留副本以供日后检索的协议。

存储协议有助于提高经济责任的可追溯性，但无法消除硬件、软件、检索或市场风险。

加密存储证明

加密存储证明可以证明提供商持有或持续存储所需信息。

网络可以要求提供商执行涉及指定数据的计算。

提供商提交的证明无需所有网络参与者下载完整文件即可进行验证。

Filecoin 存储证明文档介绍了时空证明（Proof of Spacetime），这是一种用于确认提供商持续提供所声明存储空间的机制。

证明通过意味着提供商符合规定的数学规则。

但这并不保证数据能够立即检索、具有保密性、内容有用，或免受所有运营故障影响。

存储付款与加密货币激励

一些去中心化存储网络会向存储信息或提供检索服务的提供商发放加密货币奖励。

提供商的收入可能取决于存储需求、合约期限、容量、检索流量、证明表现和代币价格。

提供商也可能需要锁定加密货币作为抵押品。

反复未能提交证明或违反协议可能导致奖励损失或受到处罚。

代币奖励总额不应与利润混为一谈。

运营者必须将硬件、电力、带宽、维护、抵押品、税费和代币价格波动纳入考虑。

数据检索

存储和检索相关，但属于不同的服务。

提供商可能成功保存了信息，但提供速度过慢，无法满足实时应用的需求。

检索性能取决于节点可用性、带宽、位置、路由、缓存和网络需求。

Filecoin 检索文档指出，客户端必须先找到持有所需数据的提供商，才能完成检索。

需要低延迟的应用可以将去中心化持久存储与缓存或内容分发基础设施结合使用。

网关

网关可让普通网页浏览器或应用访问存储在点对点网络中的内容。

网关会将常规网页请求转换为对内容寻址信息的请求。

无需每位访客都运行完整的存储节点，网关也能让去中心化存储更易于使用。

依赖单一网关会形成一个中心化故障点。

网关可能无法访问、屏蔽信息、记录用户活动，或返回过时的响应。

应用可以支持直接检索或使用多个独立网关，以减少对单一网关的依赖。

去中心化应用托管

去中心化应用可以通过分布式存储网络存储其前端文件。

Ethereum dApp 文档指出，去中心化应用前端可以通过去中心化存储进行托管。

这可以减少对单一网站托管公司的依赖。

但这并不会自动使应用变得安全。

去中心化前端仍可能包含恶意代码、连接不安全的合约，或请求有害的钱包权限。

用户应验证内容标识符是否正确，并在签名前检查每笔交易。

代币元数据

加密货币代币和数字收藏品通常会引用存储在区块链之外的元数据。

元数据可以包含名称、描述、图像、属性、文档或媒体文件。

智能合约可以记录指向这些信息的链接或内容标识符。

内容寻址可以帮助确认被引用的文件是否发生了变化。

不过，如果没有节点继续保存代币元数据，它仍可能消失。

项目应保存多个副本，并避免完全依赖单一网关或存储运营者。

区块链数据与存档

去中心化存储可以用于保存区块链历史记录、网络快照、交易存档和应用索引。

这些数据集可能过大，或不适合通过智能合约存储进行复制。

分布式副本可以帮助开发者、研究人员和节点运营者获取历史信息。

应通过哈希、签名或其他可验证引用来检查存档完整性。

如果只有少数提供商维护完整存档，检索仍可能很困难。

隐私与加密

不能想当然地认为去中心化存储能够提供保密性。

节点可能能够查看其存储或传输的未加密信息。

IPFS 隐私与加密指南指出，点对点路由和检索可能会泄露网络信息和内容请求。

通常应在敏感数据离开用户信任的设备之前对其进行加密。

加密密钥应与加密内容分开存储。

丢失密钥可能导致数据永久无法读取。

公开密钥可能使加密原本要实现的隐私保护失效。

数据可用性

数据可用性是指用户或应用在需要时能够检索所需信息。

即使文件通过加密验证，如果所有提供服务的节点都离线，文件仍可能无法访问。

因此，内容完整性与内容可用性是两种不同的属性。

应用应监控副本、检索成功率、提供商运行状况和响应时间。

仅有内容标识符并不能证明信息仍可检索。

数据持久性

数据持久性描述了信息在较长时间内持续可检索的预期。

一些系统依赖自愿固定保存，另一些则采用预付存储、定期合约、抵押品或长期经济激励。

没有任何技术系统可以绝对保证数据不会受到任何法律、财务、硬件或网络故障的影响。

重要信息应在单一存储协议之外另行独立备份。

不可变性与更新

内容寻址的信息实际上不可变，因为更改数据会生成不同的标识符。

这有助于保护现有版本的完整性。

但这并不妨碍开发者使用新的标识符发布新版本。

应用可以使用命名系统、智能合约或签名记录，引导用户访问最新版本。

用户应区分不可变文件与可由管理员更新的可变引用。

安全风险

去中心化存储系统可能面临软件漏洞、节点被攻陷、数据损坏、加密薄弱、恶意网关和提供商无法访问等问题。

攻击者可能利用过时的节点软件、暴露的管理界面、被盗钱包密钥或薄弱的访问控制。

恶意应用可能上传有害内容，或将用户引向错误的内容标识符。

加密验证可以检测文件是否被篡改，但无法判断真实内容是否安全或属实。

应将节点软件、存储协议、支付合约和检索工具视为不同的安全层，分别进行审查。

中心化风险

存储网络表面上可能是去中心化的，但其大部分容量实际上可能由少数运营者控制。

许多节点也可能依赖相同的数据中心、云系统、互联网运营商、硬件供应商或软件实现。

这些相互关联的依赖可能导致多个提供商同时发生故障。

用户应检查地理分布、提供商集中度、软件多样性和实际副本分布情况。

节点数量多并不能证明经济控制权或可用存储已广泛分布。

可用性与性能风险

与从附近的中心化服务器下载相比，去中心化检索可能更慢或不够稳定。

与广泛复制的文件相比，较少见的内容可能需要更长时间才能找到。

付款结束或存储协议到期后，提供商可能停止提供信息。

网络拥堵、路由故障、网关中断或带宽不足都可能导致无法访问。

需要稳定性能的应用应定期从多个位置测试检索效果。

法律与内容风险

去中心化存储可能保存受版权保护、违法、有害、个人或受监管的信息。

个人节点运营者可能需要遵守其所在地及相关活动所适用的法律。

删除本地的一个副本，并不会移除其他独立参与者保存的副本。

永久公开存储可能与更正或删除个人数据的请求相冲突。

开发者和运营者应了解适用的隐私、版权、制裁、消费者保护和托管义务。

如何评估去中心化存储系统

了解系统如何寻址、分发、验证、保存和检索数据。

确定持久性依赖自愿节点、付费固定保存、存储合约、抵押品还是加密证明。

检查系统维护了多少独立副本或恢复片段。

检查提供商集中度、地理分布、检索性能和对网关的依赖程度。

确认敏感信息是否在上传前加密。

检查定价、支付代币、抵押规则、证明要求和合约期限。

审查节点软件、智能合约、安全事件和升级流程。

在存储重要信息之前，先测试上传、检索、重建和备份恢复。

税务注意事项

因提供存储、检索或相关服务而获得的加密货币奖励，可能产生纳税义务。

IRS 数字资产指南指出，美国纳税人必须申报适用的数字资产收入、收益和亏损。

之后出售或兑换奖励代币可能产生额外收益或亏损。

运营者应保留奖励日期、代币数量、市场价值、费用、钱包地址和交易哈希。

具体税务处理取决于运营者所在司法管辖区、业务结构和完整事实情况。

去中心化存储的优势

去中心化存储可以减少对单一公司、服务器或地理位置的依赖。

内容寻址可使数据完整性得到独立验证。

副本和纠删码可以降低单点硬件故障的影响。

开放存储市场允许用户在多个提供商之间进行选择。

加密货币激励可以奖励提供存储容量和检索服务的运营者。

去中心化存储可以降低将大型应用文件直接存储在区块链上的成本。

去中心化存储的局限

如果没有节点继续保存数据，数据可能会消失。

与中心化云服务相比，检索可能更慢或不够稳定。

公开存储不会自动提供隐私保护。

加密货币奖励和存储价格可能波动。

提供商集中可能削弱实际的去中心化程度。

网关和索引服务可能重新形成中心化依赖。

用户仍需负责加密密钥、备份、内容标识符和存储续期。

重要文件需要定期进行检索测试，并制定独立的恢复方案。

常见问题

用简单的话来说，什么是去中心化存储？

去中心化存储是将数字信息保存在多台由不同主体独立运营的计算机上，而不是存储在单一中央服务器上。

去中心化存储是区块链吗？

不是，但区块链可以用于支付、存储协议、证明或内容引用。

去中心化存储是链上存储吗？

通常不是。大型文件一般存储在链下，而哈希或标识符则记录在链上。

什么是内容寻址？

内容寻址是通过根据内容本身生成的加密值来识别信息。

什么是内容标识符？

内容标识符是一种用于定位和验证特定数据的值。

内容标识符能保证数据可用吗？

不能。至少需要一个可访问节点继续存储并提供内容。

什么是去中心化存储节点？

它是为分布式存储网络存储、转发、验证或检索数据的计算机。

什么是副本？

副本是指在不同节点上保留同一数据的多个副本。

什么是纠删码？

纠删码会创建恢复片段，使数据在部分片段丢失后仍可重建。

什么是固定保存？

固定保存是指要求节点保留选定内容，而不是在常规清理时将其删除。

固定保存的内容是永久的吗？

不是。只有在正常运行的节点继续遵守固定保存要求时，内容才会保持可用。

什么是存储证明？

存储证明是证明提供商持有或持续存储所需数据的加密证据。

什么是时空证明？

时空证明旨在证明提供商在规定期限内持续存储了数据。

存储证明能保证快速检索吗？

不能。证明合规与下载性能是两个不同的问题。

什么是存储网关？

网关可让普通网页应用访问保存在点对点存储网络中的数据。

网关是去中心化的吗？

单个网关可以由不同主体独立运营，但依赖单一网关会形成中心化依赖。

去中心化存储可以托管 dApp 吗？

可以，它可以托管前端文件、文档、媒体和其他应用数据。

它可以存储代币元数据吗？

可以，代币可以引用存储在去中心化系统中的图像、描述、属性和文档。

去中心化文件可以更改吗？

更改内容通常会生成新的内容标识符，而不是修改现有内容寻址文件。

去中心化存储有隐私保护吗？

不会自动提供，因为未加密的信息可能会被节点和请求者查看。

敏感数据应该加密吗？

应该。通常应在上传前加密敏感信息。

如果我丢失加密密钥会怎样？

如果没有有效的密钥备份，加密数据可能会永久无法读取。

去中心化存储中的数据会消失吗？

会。如果没有可访问的提供商保存有效副本，数据可能无法访问。

去中心化存储是永久的吗？

一些系统致力于长期保存数据，但没有任何系统可以保证数据在所有情况下都能留存。

去中心化存储可以被审查吗？

单个提供商或网关可能屏蔽内容，但其他独立副本仍可能可以访问。

去中心化存储免费吗？

一些点对点存储服务由参与者自愿提供，而要保证持久保存和检索，通常需要付费。

存储提供商可以赚取加密货币吗？

一些网络会因提供存储、检索、证明或相关服务而奖励提供商。

存储奖励有保证吗？

没有。收入取决于需求、协议规则、服务表现、费用和代币价格。

存储提供商会损失抵押品吗？

采用抵押机制的系统可能会惩罚未能提交证明或违反存储承诺的提供商。

去中心化存储比云存储更快吗？

对于副本充足的内容，速度可能较快，但性能通常不够稳定。

什么是数据可用性？

数据可用性是指用户能够在需要时检索所需信息。

什么是数据持久性？

数据持久性描述了信息能够在较长时间内持续被检索的预期。

去中心化存储如何用于 DeFi？

DeFi 应用可以使用去中心化存储保存界面、治理文件、资产元数据、报告和其他链下信息。

去中心化存储会被黑客攻击吗？

节点、网关、软件、智能合约、密钥和存储提供商都可能发生安全故障。

去中心化存储奖励需要纳税吗？

根据适用税法，这些奖励可能产生收入，以及后续的收益或亏损。

如何保护重要数据？

使用加密、多个独立副本、单独备份、经验证的标识符，并定期测试检索。

去中心化存储的主要优势是什么？

它可以减少对单一存储提供商的依赖，并使内容完整性得到独立验证。

去中心化存储的主要局限是什么？

数据可用性取决于节点、激励机制、副本、检索系统和持续运营支持。

结论

去中心化存储将数字信息分布在由不同主体独立运营的计算机上，而不是依赖单一中央服务器。

加密货币应用使用去中心化存储来保存 dApp 文件、代币元数据、文档、存档、媒体，以及其他直接存储在链上成本较高的信息。

内容寻址允许用户通过加密标识符验证信息。

副本、纠删码、固定保存、存储协议和加密证明可以提升数据持久性。

这些工具并不会自动保证隐私、永久保存、快速检索或内容安全。

用户应加密敏感文件、维护独立备份、监控副本，并定期测试检索。

存储提供商可能赚取加密货币，但也面临硬件、带宽、抵押品、软件、税务和代币价格风险。

去中心化存储可以提升加密货币应用的韧性，但其可靠性取决于合理的激励机制、独立的提供商、充足的副本以及持续可访问的数据。